KR20070024524A - Antenna and radio communication unit - Google Patents

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KR20070024524A
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타케시 마에다
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Abstract

An antenna in which a large antenna gain is obtained by having antenna directivity and a current leaking from a transmitting section to a receiving section can be blocked suitably. The antenna comprises a planar ground conductor plate, and two radiation conductors arranged side by side in parallel on the planar ground conductor plate in such a manner that they are symmetrical with each other with respect to the center of the planar ground conductor plate. Each radiation conductor is provided with a feeding port individually and operates independently. Isolation can be enhanced between the feeding points by bending the end part of each radiation conductor substantially perpendicularly to the planar ground plate in the direction having a maximum gain. ® KIPO & WIPO 2007

Description

안테나 장치 및 무선 통신 장치{ANTENNA AND RADIO COMMUNICATION UNIT}ANTENNA AND RADIO COMMUNICATION UNIT}

본 발명은, 무선 통신에서 사용되는 안테나 장치 및 무선 통신 장치에 관한 것으로, 특히, 전파의 송수신을 동시에 행하는 무선기에 사용되는 안테나 장치 및 무선 통신 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antenna device and a wireless communication device used in wireless communication, and more particularly, to an antenna device and a wireless communication device used in a radio apparatus for simultaneously transmitting and receiving radio waves.

더욱 상세하게는, 본 발명은, 반사파 판독기측으로부터의 무변조 반송파의 송신과, 반사기측에서의 안테나 부하 임피던스의 전환 조작 등에 의거한 반사파의 변조를 이용하여 데이터 통신을 행하는 백스캐터 방식의 무선 통신 시스템에 이용되는 안테나 장치 및 무선 통신 장치에 관한 것으로, 특히, 절연성 물질을 개재물로 하여 방사 도체와 도체 지판(地板)을 대향하여 배치함에 의해 구성되는 박형 구성의 안테나 장치 및 무선 통신 장치에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to a backscatter wireless communication system in which data communication is performed using transmission of an unmodulated carrier wave from the reflected wave reader side and modulation of reflected wave based on switching operation of antenna load impedance on the reflector side. TECHNICAL FIELD The present invention relates to an antenna device and a radio communication device used, and more particularly, to an antenna device and a radio communication device of a thin configuration configured by arranging a radiating conductor and a conductor finger plate facing each other with an insulating material as an interposition.

복수의 기기를 네트워크 접속함에 의해, 커맨드나 데이터 전송의 효율화, 정보 자원의 공유화, 하드웨어 자원의 공유화를 실현할 수 있다. 또한 최근에는, 유선 방식에 의한 배선으로부터 유저를 해방하는 시스템으로서, 무선 통신이 주목받고 있다.By connecting a plurality of devices through a network, the efficiency of command and data transmission, sharing of information resources, and sharing of hardware resources can be realized. In recent years, wireless communication has attracted attention as a system for releasing a user from a wired wiring.

무선 통신에 관한 표준적인 규격으로서, IEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11이나, HiperLAN/2, IEEE802.15.3, 블루투스 통신 등을 들 수 있다. 근래, 무선 LAN 시스템은 염가로 되고, PC에도 표준 내장되도록 된 것과도 어울려서, 무선 LAN의 보급이 현저하다.As a standard standard regarding wireless communication, IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11, HiperLAN / 2, IEEE802.15.3, Bluetooth communication, etc. are mentioned. In recent years, wireless LAN systems have become inexpensive, and are also suitable for being built into PCs as standard, and the widespread use of wireless LANs is remarkable.

비교적 소규모의 무선 통신 시스템은, 가정 내 등에서, 호스트 기기와 단말기기 사이의 데이터 전송에 사용된다. 여기서 말하는 호스트 기기의 예로서는, 텔레비젼, 모니터, 프린터, PC, VTR, DVD 플레이어 등, 거치형의 가전 제품을 들 수 있다. 또한, 단말기기의 예로서는, 디지털·카메라나, 비디오·카메라, 휴대전화, 휴대 정보 단말, 휴대형 음악 재생 장치 등, 소비 전력을 극력 억제하고 싶은 모바일계 기기를 들 수 있다. 이런 종류의 시스템의 어플리케이션으로서는, 카메라 부착 휴대전화나 디지털·카메라로 찍은 화상 데이터를 무선 LAN 경유로 PC에 업로드하는 등이다.A relatively small wireless communication system is used for data transmission between a host device and a terminal device in a home or the like. As an example of a host apparatus here, a stationary household appliance, such as a television, a monitor, a printer, a PC, a VTR, and a DVD player, is mentioned. Moreover, as an example of a terminal device, the mobile type device which wants to suppress power consumption as much as possible, such as a digital camera, a video camera, a mobile telephone, a portable information terminal, and a portable music reproduction device, is mentioned. Applications of this type of system include uploading image data taken by a mobile phone with a camera or a digital camera to a PC via a wireless LAN.

그런데, 무선 LAN은 본래 컴퓨터에서의 이용을 전제로 하여 설계·개발된 것이므로, 모바일계 기기에 탑재하는 경우, 그 소비 전력이 문제가 된다. 현재 시판되고 있는 IEEE802.11b의 무선 LAN 카드의 대부분은, 송신시에 800㎽ 이상, 수신시에 600㎽ 이상의 소비 전력이 있다. 이 소비 전력은, 배터리 구동의 포터블 기기에서는 부담이 크다.By the way, since a wireless LAN was originally designed and developed on the premise of use in a computer, when it is mounted in a mobile system, its power consumption becomes a problem. Most of the IEEE 802.11b wireless LAN cards currently on the market have a power consumption of 800 Hz or more at the time of transmission and 600 Hz or more at the time of reception. This power consumption is burdensome in a battery-powered portable device.

무선 LAN 기능을 근거리 한정으로 동작시켜, 그 송신 전력을 작게 하여도, 소비 전력은 8할 정도밖에 저하할 수 없다. 특히, 디지털·카메라 등의 화상 입력 장치로부터 화상 표시장치측으로의 전송은, 송신 비율이 통신 전체의 대부분을 차지하는 통신 형태로 되기 때문에, 더욱더 저소비 전력의 무선 전송 수단이 요구되고 있다.Even if the wireless LAN function is operated at a short range and the transmission power is reduced, power consumption can be reduced by only about 80%. In particular, transmission from an image input device such as a digital camera to the image display device becomes a communication mode in which the transmission ratio occupies most of the entire communication. Therefore, wireless transmission means with lower power consumption is further required.

또한, 블루투스 통신에 관해서는, 전송 속도가 최대라도 720kbps로 저속도이고, 근래의 고화질화에 의해, 파일 사이즈가 커진 화상의 전송 시간이 걸려 불편하다.In addition, regarding Bluetooth communication, even if the transmission speed is maximum, it is low speed at 720 kbps, and with the recent increase in image quality, the transfer time of an image whose file size is large is inconvenient.

이에 대해, RFID에서 이용되는 백스캐터 방식에 의거한 반사파를 이용한 무선 전송에 의하면, 예를 들면 기기 사이에서 송신 비율이 통신의 대부분을 차지하는 통신 형태에서, 저소비 전력화를 실현할 수 있다.On the other hand, according to the wireless transmission using the reflected wave based on the backscattering system used by RFID, low power consumption can be realized, for example in the communication form in which the transmission rate occupies most of the communication between devices.

백스캐터 방식의 무선 통신 시스템은, 변조 처리를 시행한 반사파에 의해 데이터를 송신하는 반사기와, 반사기로부터의 반사파로부터 데이터를 판독하는 반사파 판독기로 구성된다. 데이터 전송시에는, 반사파 판독기가 무변조 반송파를 송신한다. 이에 대해, 반사기는, 예를 들면 안테나 종단의 온/오프 등의 부하 임피던스 조작을 이용하고, 무변조 반송파에 대해 전송 데이터에 따른 변조 처리를 시행함으로써, 데이터를 송출한다. 그리고, 반사파 판독기측에서는, 이 반사파를 수신하고 복조·복호 처리하여 전송 데이터를 취득할 수 있다.A backscatter type wireless communication system includes a reflector for transmitting data by a reflected wave subjected to modulation processing, and a reflected wave reader for reading data from the reflected wave from the reflector. In data transmission, the reflected wave reader transmits an unmodulated carrier. On the other hand, the reflector sends out data by performing modulation processing according to transmission data on an unmodulated carrier using load impedance operation such as on / off of antenna termination, for example. On the reflection wave reader side, the reflected wave can be received, demodulated and decoded to obtain transmission data.

반사파 전송 시스템에서는, 백스캐터링을 행하기 위한 안테나·스위치는 일반적으로 갈륨 비소의 IC로 구성되고, 그 소비 전력은 수 10㎼ 이하이고, 데이터 전송을 행할 때의 평균 전력으로서는, 송달 확인 방식의 경우에 10㎽ 이하, 일방향 전송에서는, 수 10㎼로 데이터 전송이 가능하다. 이것은, 일반적인 무선 LAN의 평균 소비 전력과 비교하면, 압도적인 성능 차이다(예를 들면, 특원2003-291809호 명세서를 참조할 것).In a reflected wave transmission system, an antenna switch for backscattering is generally composed of a gallium arsenide IC, and its power consumption is several tens or less, and as an average power for data transmission, in the case of a delivery confirmation method At 10 ms or less, in one-way transmission, data transmission is possible at several 10 ms. This is an overwhelming performance difference compared to the average power consumption of a general wireless LAN (see, for example, Japanese Patent Application No. 2003-291809).

도 7에는, RFID 등에서 사용되고 있는 백스캐터 방식에 의한 무선 데이터 전 송의 양상을 모식적으로 도시하고 있다.FIG. 7 schematically shows a mode of wireless data transmission by a backscatter method used in RFID and the like.

동 도면에 도시하는 백스캐터 방식에서는, 우선 호스트 기기(701)의 안테나(704)로부터 무변조 반송파(707)가 송신되고, 단말기기(705)의 안테나(706)로 수신된다. 이때, 단말기기(705)는, 단말기기(705)로부터 호스트 기기(701)에 전송하여야 할 데이터의 비트열에 따라, 안테나(706)의 종단 조작을 행하고, 수신 전파를 흡수 또는 반사함에 의해 변조 반사파(708)를 생성하고, 호스트 기기(701)를 향하여 송신된다. 호스트 기기(701)에서는, 이 변조 반사파(708)를 안테나(704)로 수신하고, 수신부(Rx)(703)에 의해 데이터 복조가 행하여진다.In the backscatter system shown in the figure, first, the unmodulated carrier 707 is transmitted from the antenna 704 of the host device 701 and received by the antenna 706 of the terminal device 705. At this time, the terminal device 705 performs the termination operation of the antenna 706 according to the bit string of the data to be transmitted from the terminal device 705 to the host device 701, and modulates the reflected wave by absorbing or reflecting the received radio wave. 708 is generated and sent toward the host device 701. The host device 701 receives the modulated reflected wave 708 by the antenna 704 and performs data demodulation by the receiver (Rx) 703.

이와 같이, 백스캐터 방식에서는, 호스트 기기(701)는, 무변조 반송파(707)의 송신과, 단말기기(705)에 의해 반사된 변조 반사파(708)의 수신을 동시에 행한다.In this manner, in the backscatter system, the host device 701 simultaneously transmits the unmodulated carrier 707 and the modulated reflected wave 708 reflected by the terminal device 705.

호스트 기기(701)로부터 송출된 무변조 반사파는 단말기기(705)에 도달하기까지의 왕로(往路)에서 감쇠되고, 단말기기(705)측에서의 반사시 및 반사파가 호스트 기기(701)에 도달하는 복로(復路)에서도 또한 감쇠한다. 이 때문에, 수신부(703)에서는 전력 강도가 약한 반사파를 처리하여야 한다. 즉, 수신부(703)에서는, DC 오프셋이나 송신기 잡음의 영향을 받기 쉽고, 전송 거리를 늘리는 것이 곤란하게 되어 있다.The unmodulated reflected wave transmitted from the host device 701 is attenuated in the path leading to the terminal device 705, and the return path at the time of reflection at the terminal device 705 and the reflected wave reaches the host device 701. It also attenuates in (復 路). For this reason, the receiver 703 must process the reflected wave whose power intensity is weak. In other words, the receiver 703 is susceptible to the DC offset and the transmitter noise, making it difficult to increase the transmission distance.

여기서, 호스트 기기(701)의 수신 감도에 영향을 주는 요소의 하나로서, 송신부(702)로부터 송신된 무변조 반송파의 일부(710)가, 호스트 기기(701)의 내부의 신호 경로에서 수신부(703)로 돌아 들어가는 것을 들 수 있다. 송신부(702)로부터 송신하는 무변조 반송파의 주파수와 수신부(703)에서 수신한 반사파의 주파수는, 모두 동일 주파수대이기 때문에, 수신부(703)에서는, 송신(702)측으로부터 돌아 들어온 송신 신호(이 경우, 무변조 반송파)의 영향을 받는다.Here, as one of factors influencing the reception sensitivity of the host device 701, a part 710 of the unmodulated carrier transmitted from the transmitter 702 is received in the signal path inside the host device 701. You can go back to). Since the frequencies of the unmodulated carriers transmitted from the transmitter 702 and the frequencies of the reflected waves received by the receiver 703 are all in the same frequency band, the receiver 703 returns the transmitted signal from the transmitter 702 side (in this case). , Unmodulated carriers).

수신부(703)로 돌아 들어간 송신 신호(710)는, 안테나(704)로 수신한 변조 반사파(709)에 대해서는 방해 노이즈가 되고, 비트에러율(BER : BitError Rate)의 현저한 열화를 야기하는 일도 있다. 따라서 호스트 기기(701)에서는, 송신 신호(710)의 수신부에의 돌아 들어감을 억압할 필요가 있다고 고려된다.The transmission signal 710 returned to the receiver 703 becomes disturbing noise with respect to the modulated reflection wave 709 received by the antenna 704, and may cause significant deterioration of the bit error rate (BER). Therefore, it is considered that the host device 701 needs to suppress the return of the transmission signal 710 to the receiver.

도 8에는, 호스트 기기(801)의 안테나 단(端)에 서큘레이터(810)를 구비함으로써, 송신 신호(811)의 수신부(Rx)(803)에의 돌아 들어감을 개선한 구성예를 도시하고 있다. 그러나, 일반적으로 서큘레이터(810)의 아이솔레이션을 크게 하면 고가로 되고, 또한, 설치 스페이스도 커진다는 문제점을 갖는다. 또한, 서큘레이터(810)에 의해 어느 정도는 송신 신호의 돌아 들어감을 경감할 수 있지만, 그 값은 무한하지는 않고, 20dB 정도의 아이솔레이션이 현실적인 값이다.FIG. 8 shows a configuration example in which the circulator 810 is provided at the antenna terminal of the host device 801 to improve the return of the transmission signal 811 to the receiver Rx 803. . However, in general, the larger the isolation of the circulator 810, the higher the cost and the larger the installation space. In addition, although the circulator 810 can reduce the return of a transmission signal to some extent, the value is not infinite, and isolation of about 20 dB is a realistic value.

또한, 도 9에는, 호스트 기기(901)의 송신부(Tx)(902), 및 수신부(Rx)(903)에 각각 독립한 안테나(904 및 905)를 장비함에 의해, 송신 신호(910)의 수신부(903)에의 돌아 들어감을 개선한 구성예를 도시하고 있다. 이 경우, 안테나(904 및 905)의 배치 방법을 궁리함에 의해, 송수신 사이의 아이솔레이션을 확보할 수 있다. 그러나, 안테나를 물리적으로 떼어서 배치할 필요가 있기 때문에, 호스트 기기(901)가 탑재되는 본체의 사이즈가 필연적으로 커져 버린다는 문제점이 있다.In addition, in FIG. 9, the reception unit of the transmission signal 910 is equipped with the antennas 904 and 905 independent of the transmission unit (Tx) 902 and the reception unit (Rx) 903 of the host device 901, respectively. The structural example which improved the return to 903 is shown. In this case, by devising the arrangement method of the antennas 904 and 905, isolation between transmission and reception can be ensured. However, since the antenna needs to be physically separated and disposed, there is a problem that the size of the main body on which the host device 901 is mounted becomes large.

다른한편, 반사파 전송을 행하는 백스캐터 통신 방식에서는, 반사파 판독기 및 반사기에 있어서, 안테나 지향성이 요구된다. 이 점에 관해, 다른 무선 통신 시스템과의 비교로 설명한다.On the other hand, in the backscatter communication system for performing the reflected wave transmission, antenna directivity is required for the reflected wave reader and the reflector. This point will be described in comparison with other wireless communication systems.

무선 LAN 등 일반적인 무선 통신 시스템에서는, AP(액세스 포인트) 등의 제어국(制御局)으로부터 송신된 전파를 단말국의 안테나로 수신한다. 어느 정도 장거리의 통신을 행하는 시스템의 경우, 도 15에 도시하는 바와 같이, 단말국측에서는, AP로부터의 직접파 이외에, 벽 등에서 반사한 산란파(멀티패스#1, 멀티패스#2)를 수신하게 된다(예측 외 통신). 멀티패스는 벽 등에서 반사하여 단말국에 도래하기 때문에, AP로부터 송신한 시점에서의 편파(偏波)와 다른 것으로 된다(수직 편파로 송신하여도, 멀티패스는 수직 편파라고는 한할 수 없다). 따라서 단말측에서의 안테나는, 원편파(圓偏波)나 무지향성의 안테나가 자주 이용된다.In a general wireless communication system such as a wireless LAN, radio waves transmitted from a control station such as an AP (access point) are received by an antenna of a terminal station. In the case of a system performing long distance communication to some extent, as shown in FIG. 15, the terminal station side receives scattered waves (multipath # 1, multipath # 2) reflected from a wall or the like, in addition to the direct wave from the AP. (Unforeseen communication). Since the multipath reflects off the wall and arrives at the terminal station, the multipath is different from the polarization at the time of transmission from the AP (multipath is not limited to vertical polarization even when transmitted by vertical polarization). . Therefore, a circular polarization or omni-directional antenna is often used for the antenna on the terminal side.

이에 대해, 반사파 전송에서는, 비교적 근거리의 통신을 상정하고 있고, 반사기의 안테나에서는, 도 16에 도시하는 바와 같이 반사파 판독기의 안테나로부터의 직접파(이 경우, 무변조 반송파)밖에 수신하지 않는다(예측 내 통신). 여기서, 반사파 판독기의 안테나로부터 수직 편파로 송신하였다고 가정한다. 이때, 반사기측의 안테나(2)는 수직 편파에 대응한 안테나가 아니면 양호하게 수신할 수 없다. 따라서 반사파 판독기 및 반사기는 모두 편파가 동일한 안테나를 이용하는 것으로 된다. 그렇게 하면, 반사기에서 생성된 반사파는, 역시 수직 편파로서 반사파 판독기에 송신된다.On the other hand, in reflected wave transmission, relatively short-range communication is assumed, and the antenna of the reflector receives only direct waves from the antenna of the reflected wave reader (in this case, an unmodulated carrier) as shown in FIG. 16 (prediction). My communication). Here, it is assumed that the transmission from the antenna of the reflected wave reader with vertical polarization. At this time, the antenna 2 on the reflector side cannot receive well unless it is an antenna corresponding to vertical polarization. Therefore, both the reflected wave reader and the reflector use the same polarized antenna. In doing so, the reflected wave generated at the reflector is transmitted to the reflected wave reader, again as a vertical polarization.

또한, 백스캐터 방식에서는, 반사기측에서는 캐리어 발생원을 갖지 않고 수신한 전파를 반사시켜서 데이터 전송을 한다는 원리상, 그 신호 강도는 미약하게 되고, 또한 전파의 왕로와 복로에서 감쇠되어 버린다. 이 때문에, 무변조 반송파를 효율적으로 반사기에 도달시킴과 함께, 반사파를 효율적으로 수신하기 위해, 반사파 판독기 및 반사기의 안테나는 서로를 향하여 지향성을 갖게 하여, 큰 안테나 이득을 얻는 것이 바람직하다.Further, in the backscatter system, on the principle of reflecting the received radio waves without having a carrier generation source on the reflector side, the signal strength becomes weak and attenuates in the path and return path of the radio waves. For this reason, in order to reach the reflector efficiently and to receive the reflected wave efficiently, it is preferable that the reflector reader and the antenna of the reflector have directivity toward each other to obtain a large antenna gain.

여기서, 지향성을 갖는 안테나로서, 평면 패치 안테나(마이크로 스트립·안테나 MSA : Micro Strip Antenna라고도 한다)가 알려져 있다. 패치 안테나는, 절연성 물질을 개재물로 하여 방사 도체와 도체 지판(地板)을 대향하여 배치함에 의해 구성되는 박형 안테나이고, 방사 도체의 형상은, 특히 정해진 것은 없지만, 대체로 직사각형 또는 원형이 사용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1을 참조할 것).Here, as a directional antenna, a planar patch antenna (also called a micro strip antenna MSA: Micro Strip Antenna) is known. The patch antenna is a thin antenna that is formed by arranging the radiating conductor and the conductor plate facing each other with an insulating material as an interposition, and the shape of the radiating conductor is not particularly defined, but a rectangle or a circle is generally used (Example See, for example, Patent Document 1).

도 10에는, 패치 안테나의 구성예를 도시하고 있다. 상기 도면에 도시하는 패치 안테나는, 도체 지판(1001)과 방사 도체(1002)로 구성되고, 방사 도체(1002)는 도체 지판(1001)의 상방에 이간하여 배치된다. 패치 안테나의 방사 도체(1002)의 소자 치수(10a 및 10b)는, 사용 주파수대의 파장(λ)에 대해, 통상 1/2λ 또는 그 이하이고, 반사판을 별도 마련하는 일 없이 단향성(單向性)의 방사 패턴을 실현할 수 있다.10 shows an example of the configuration of a patch antenna. The patch antenna shown in this figure is comprised from the conductor fingerboard 1001 and the radiation conductor 1002, and the radiation conductor 1002 is arrange | positioned above the conductor fingerboard 1001. The element dimensions 10a and 10b of the radiating conductor 1002 of the patch antenna are usually 1/2 lambda or less with respect to the wavelength lambda of the used frequency band, and are unidirectional without providing a reflector separately. Radiation pattern can be realized.

상기 도면중, 참조 번호 1003은 방사 도체(1002)의 지지체이고, 방사 도체(1002)의 중심부에 위치한다. 또한, 참조 번호 1004는, 방사 도체(1002)의 급전 포트이다. 여진시키기 위해 급전 포트(1004)를 방사 도체(1002)의 중심부(1003)로부터 약간 오프셋한 위치에 마련되고, 이 오프셋 길이를 조정함에 의해 소망하는 임피던스에 대해 안테나의 정합(整合)을 취할 수 있다.In the figure, reference numeral 1003 denotes a support of the radiation conductor 1002 and is located at the center of the radiation conductor 1002. Reference numeral 1004 denotes a power supply port of the radiation conductor 1002. The feed port 1004 is provided at a position slightly offset from the center portion 1003 of the radiating conductor 1002 for excitation, and by adjusting this offset length, the antenna can be matched to a desired impedance. .

일반적으로, 패치 안테나의 방사 도체(1002)는 사각형이고, 그 공진주파수(f0)는 방사 도체(1002)의 소자 치수(10b)에, 대역폭은 소자 치수(10a)에 의존한다. 시스템에 요구되는 대역폭을 충족시키는 범위에서는, 소자 치수(10a)를 바꾸어, 사각형 패치 안테나의 소형화를 도모하여도, 그 공진주파수(f0)에 현저한 차이는 생기지 않는다.In general, the radiating conductor 1002 of the patch antenna is square, its resonant frequency f 0 is dependent on the element dimension 10b of the radiating conductor 1002, and the bandwidth is dependent on the element dimension 10a. In the range that satisfies the bandwidth required by the system, even if the element size 10a is changed to reduce the size of the rectangular patch antenna, no significant difference occurs in the resonance frequency f 0 .

패치 안테나는 대강 Z축방향의 단방향성을 나타내고, 수dBi 정도의 지향성 이득을 얻을 수 있기 때문에, 충분한 신호 강도를 얻는다는 관점에서는, 반사파 전송을 행하는 백스캐터 통신 방식에 알맞게 적용할 수 있다고 생각된다. 그러나, 백스캐터 통신 방식에서는, 반사파 판독기측에서는 송신과 수신을 동일 주파수대에서 행하기 때문에(전술), 송신부와 수신부의 아이솔레이션을 확보할 필요가 있다.Since the patch antenna shows roughly the unidirectional direction in the Z-axis direction and obtains a directional gain of about several dBi, it is considered that the patch antenna can be suitably applied to the backscatter communication system for performing the reflected wave transmission from the viewpoint of obtaining sufficient signal strength. . However, in the backscatter communication method, since the reflection wave reader side performs transmission and reception in the same frequency band (described above), it is necessary to ensure isolation of the transmission unit and the reception unit.

특허 문헌 1 : 일본 특개2003-304115호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-304115

발명이 해결하고자 하는 과제Problems to be Solved by the Invention

본 발명의 목적은, 반사파 판독기측으로부터의 무변조 반송파의 송신과, 반사기측에서의 안테나 부하 임피던스의 전환 조작 등에 의거한 반사파의 변조를 이용하여 데이터 통신을 행하는 반사파 전송 방식과 같이, 전파의 송수신을 동시에 행하는 무선기에 알맞게 적용할 수 있는, 우수한 안테나 장치 및 무선 통신 장치를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to simultaneously transmit and receive radio waves, such as the transmission of an unmodulated carrier from the reflection wave reader side and the reflection wave transmission method in which data communication is performed using modulation of the reflection wave based on switching operation of the antenna load impedance on the reflection side. There is provided an excellent antenna device and a wireless communication device that can be suitably applied to a radio to be performed.

본 발명의 다른 목적은, 절연성 물질을 개재물로 하여 방사 도체와 도체 지판을 대향하여 배치함에 의해 박형으로 구성되고, 큰 안테나 지향성 이득을 얻을 수 있는, 우수한 안테나 장치 및 무선 통신 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an excellent antenna device and a wireless communication device, which are thin in shape by arranging a radiating conductor and a conductor finger plate facing each other with an insulating material as an inclusion, and which can obtain a large antenna directivity gain. .

본 발명의 다른 목적은, 안테나 지향성을 갖게 하여 큰 안테나 이득을 얻음과 함께, 송신부로부터 수신부에의 돌아 들어가는 전류를 알맞게 억제할 수 있는, 우수한 안테나 장치 및 무선 통신 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an excellent antenna device and a wireless communication device which can provide antenna directivity, obtain a large antenna gain, and can appropriately suppress a current flowing from a transmitter to a receiver.

과제를 해결하기 위한 수단Means to solve the problem

본 발명은, 상기 과제를 참작하여 이루어진 것으로, 평면 도체 지판과,The present invention has been made in view of the above problems, and includes a planar conductor fingerboard,

상기 평면 도체 지판의 상방에 배설된 제 1의 방사를 행하는 제 1의 방사 도체와,A first radiation conductor that performs first radiation disposed above the planar conductor fingerboard;

상기 평면 도체 지판의 상방에, 상기 제 1의 방사 도체에 대해 평행하며 또한 상기 평면 지판의 중심에 대해 상기 제 1의 방사 도체와 대칭이 되도록 인접하여 배설된, 제 2의 방사를 행하는 제 2의 방사 도체와,A second radiation-executing second radiation above the planar conductor fingerboard and disposed adjacent to and parallel to the first radiation conductor and symmetrical to the first radiation conductor with respect to the center of the planar fingerboard; Radiating conductors,

상기 제 1의 방사 도체 및 상기 제 2의 방사 도체 각각에 개별적으로 마련된 제 1의 급전 포트와 제 2의 급전 포트를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치이다.And a first feed port and a second feed port, each of which is provided separately on the first radiation conductor and the second radiation conductor.

본 발명에 관한 안테나 장치는, 하나의 도체 지판상에 2개의 방사 도체를 구비하고 있지만, 각각 개별적으로 급전 포트가 마련되어 있기 때문에, 제 1의 방사 도체와 제 2의 방사 도체가 독립적으로 동작할 수 있다.The antenna device according to the present invention includes two radiation conductors on one conductor fingerboard. However, since the feed ports are provided separately, the first radiation conductor and the second radiation conductor can operate independently. have.

여기서, 상기 제 1의 방사 도체의 단부는 상기 제 1의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련됨과 함께, 상기 제 2의 방사 도체의 단부가 해당 제 2의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되어 있기 때문에, 제 1의 급전 포트와 제 2의 급전 포트 사이의 아이솔레이션을 높일 수 있다.Here, the end of the first radiation conductor is provided to be bent almost perpendicularly to the planar fingerboard in the direction having the maximum gain of the first radiation conductor, and the end of the second radiation conductor is the second radiation Since it is bent substantially perpendicularly to the planar fingerboard in the direction having the maximum gain of the conductor, the isolation between the first feed port and the second feed port can be increased.

제 1의 방사 도체와 제 2의 방사 도체 각각의 단부의 절곡부분의 길이를 적절하게 조절함에 의해, 제 1의 방사 도체 및 제 2의 방사 도체상의 고주파 전류를 제어할 수 있다. 즉, 한쪽의 방사 도체로부터, 서로 인접하는 다른쪽의 방사 도체 방향으로의 방사를 억제할 수 있다.By appropriately adjusting the lengths of the bent portions at the ends of each of the first radiation conductor and the second radiation conductor, it is possible to control the high frequency current on the first radiation conductor and the second radiation conductor. That is, radiation from one radiation conductor to another radiation conductor direction adjacent to each other can be suppressed.

또한, 제 1의 방사 도체와 제 2의 방사 도체는 각각 단부를 절곡했을 뿐이고, 실질적인 크기의 변화는 없고, 공진주파수에도 현저한 차이는 생기지 않기 때문에, 주파수를 조정하는 것은 용이하다.In addition, since the first radiation conductor and the second radiation conductor each have only bent ends, no substantial change in magnitude, and no significant difference occurs in the resonance frequency, it is easy to adjust the frequency.

이로써, 서로 평행하여 인접하는 제 1의 방사 도체와 제 2의 방사 도체 사이의 거리를 단축하여도, 서로의 방사의 영향을 적게 할 수 있기 때문에, 한쪽의 급전 포트로부터 다른쪽의 급전 포트로의 아이솔레이션을 높일 수 있다. 또한, 제 1의 방사 도체와 제 2의 방사 도체의 점유 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 안테나 장치 전체의 사이즈를 축소하는 것이 가능해진다.As a result, even if the distance between the first radiation conductor and the second radiation conductor adjacent to each other in parallel is shortened, the influence of the radiation of each other can be reduced. Therefore, the power supply port from one feed port to the other feed port is reduced. Isolation can be increased. Moreover, since the occupation area of a 1st radiation conductor and a 2nd radiation conductor can be made small, it becomes possible to reduce the size of the whole antenna apparatus.

또한, 상기 제 1의 평면 방사 도체의 단부는, 상기 제 1의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되고, 또한 그 선단이 상기 제 1의 방사 도체의 중심을 향하여 상기 평면 지판에 대해 수평으로 절곡함과 함께, 상기 제 2의 평면 방사 도체의 단부는, 상기 제 2의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되고, 또한 그 선단이 상기 제 2의 방사 도체의 중심을 향하여 상기 평면 지판에 대해 수평으로 절곡하도록 하여도 좋다. 이로써, 제 1의 급전 포트와 제 2의 급전 포트 사이의 아이솔레이션을 높임과 함께, 안테나 장치를 저배화(低背化)할 수 있다.In addition, an end portion of the first planar radiating conductor is provided bent almost perpendicularly to the planar fingerboard in a direction having the maximum gain of the first radiating conductor, and the tip thereof is directed to the center of the first radiating conductor. While bending horizontally with respect to the planar fingerboard, the end of the second planar radiating conductor is provided bent substantially perpendicular to the planar fingerboard in the direction having the maximum gain of the second radiating conductor, The tip may be bent horizontally with respect to the flat fingerboard toward the center of the second radiation conductor. As a result, the isolation between the first feed port and the second feed port can be increased, and the antenna device can be reduced in size.

이 경우, 제 1의 방사 도체와 제 2의 방사 도체에 있어서, 평면 도체 지판에 대해 수직 및 수평으로 절곡된 부분의 길이를 적절하게 조정함에 의해, 서로 평행하게 인접하는 제 1의 방사 도체와 제 2의 방사 도체 사이의 거리를 단축하여도, 한쪽의 급전 포트로부터 다른쪽의 급전 포트에의 아이솔레이션을 높일 수 있다. 이로써, 제 1의 방사 도체와 제 2의 방사 도체의 점유 면적을 작게 할 수 있다. 또한, 방사 도체의 단부를 ㄷ자형으로 하고 있기 때문에 저배화가 가능해져서, 안테나 장치 전체의 사이즈를 더욱 축소할 수 있다.In this case, in the first radiation conductor and the second radiation conductor, the first radiation conductor and the first radiation conductor adjacent to each other in parallel with each other by appropriately adjusting the lengths of the bent portions vertically and horizontally with respect to the planar conductor fingerboard. Even if the distance between the two radiating conductors is shortened, the isolation from one feed port to the other feed port can be increased. Thereby, the occupation area of a 1st radiation conductor and a 2nd radiation conductor can be made small. In addition, since the end portion of the radiating conductor is U-shaped, low magnification can be achieved, and the size of the entire antenna device can be further reduced.

발명의 효과Effects of the Invention

본 발명에 의하면, 절연성 물질을 개재물로 하여 방사 도체와 도체 지판을 대향하여 배치함에 의해 박형으로 구성되고, 큰 안테나 지향성 이득을 얻을 수 있는, 우수한 안테나 장치 및 무선 통신 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an excellent antenna device and a wireless communication device, which are thin in shape by arranging the radiating conductor and the conductor fingerboard facing each other with an insulating material as an inclusion, and which can obtain a large antenna directivity gain.

또한, 본 발명에 의하면, 안테나 지향성을 갖게 하여 큰 안테나 이득을 얻음과 함께, 송신부로부터 수신부에의 돌아 들어가는 전류를 알맞게 억제할 수 있는, 우수한 안테나 장치 및 무선 통신 장치를 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide an excellent antenna device and a wireless communication device which can provide antenna directivity, obtain a large antenna gain, and can appropriately suppress a current flowing from a transmitter to a receiver.

또한, 본 발명에 의하면, 하나의 도체 지판상에 2개의 방사 도체를 배치하고, 2개의 급전 포트를 마련함에 의해 각 방사 도체의 점유 면적을 작게 하고, 소형으로 구성할 수 있는, 우수한 안테나 장치 및 무선 통신 장치를 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, by providing two radiation conductors on one conductor plate and providing two feed ports, the excellent antenna apparatus which can reduce the occupied area of each radiation conductor and can be made compact A wireless communication device can be provided.

또한, 본 발명에 의하면, 하나의 도체 지판상에 인접하여 2개의 방사 도체가 구성된 평면 패치 안테나에 대해, 방사 도체 사이의 거리가 짧아도, 각 급전 포트 사이의 아이솔레이션을 취할 수 있는, 우수한 안테나 장치 및 무선 통신 장치를 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, with respect to the planar patch antenna in which two radiation conductors are formed adjacent to one conductor plate, even if the distance between the radiation conductors is short, the isolation between each feed port can be achieved, and A wireless communication device can be provided.

본 발명에 의하면, 하나의 도체 지판상에 2개의 방사 도체를 갖는 평면 안테나 장치에 관한 것으로, 안테나 사이의 거리를 작게 함으로써 안테나의 실장 면적을 작게 하여도, 양호하게 아이솔레이션을 유지하는 것이 가능하다. 따라서 백스캐터 방식과 같이, 전파의 송수신을 동시에 행하는 무선 통신 시스템에 있어서, 그 호스트측이 되는 본체의 소형화가 가능해진다.The present invention relates to a planar antenna device having two radiating conductors on one conductor finger plate, and it is possible to maintain isolation well even if the mounting area of the antenna is reduced by reducing the distance between the antennas. Therefore, in a wireless communication system that simultaneously transmits and receives radio waves like the backscatter system, the main body serving as the host side can be downsized.

본 발명의 또다른 목적, 특징이나 이점은, 후술하는 본 발명의 실시 형태나 첨부하는 도면에 의거하여 보다 상세한 설명에 의해 분명하게 될 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description based on embodiments of the present invention and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한, 2급전의 안테나 장치의 구성예를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure which shows the structural example of the antenna device of the power feeding 2 which concerns on embodiment of this invention.

도 2는 도 1에 도시한 안테나 장치에 의해 얻어지는 반사 손실 및 아이솔레이션 특성을 도시한 도면.FIG. 2 is a diagram showing return loss and isolation characteristics obtained by the antenna device shown in FIG. 1; FIG.

도 3은 방사 도체(102와 103)의 주편파의 방사 패턴을 도시한 도면.3 shows radiation patterns of principal polarizations of the radiation conductors 102 and 103;

도 4는 본 발명의 또다른 실시 형태에 관한 안테나 장치의 구성을 도시한 도면.4 is a diagram illustrating a configuration of an antenna device according to another embodiment of the present invention.

도 5는 도 4에 도시한 안테나 장치에 의해 얻어지는 반사 손실 및 아이솔레 이션 특성을 도시한 도면.FIG. 5 is a diagram showing return loss and isolation characteristics obtained by the antenna device shown in FIG. 4; FIG.

도 6은 방사 도체(402와 403)의 주편파의 방사 패턴을 도시한 도면.6 shows radiation patterns of principal polarizations of the radiation conductors 402 and 403;

도 7은 RFID 등에서 사용되고 있는 백스캐터 방식에 의한 무선 데이터 전송의 양상을 모식적으로 도시한 도면.FIG. 7 is a diagram schematically showing an aspect of wireless data transmission by a backscatter method used in RFID and the like. FIG.

도 8은 호스트 기기(801)의 안테나 단에 서큘레이터(810)를 구비함으로써, 송신 신호의 수신부(803)에의 돌아 들어감을 개선한 구성예를 도시한 도면.FIG. 8 is a diagram showing a configuration example in which the circulator 810 is provided at the antenna terminal of the host device 801 to improve the return of the transmitted signal to the receiver 803. FIG.

도 9는 호스트 기기(901)의 송신부(902), 및 수신부(903)에 각각 독립한 안테나(904 및 905)를 장비함에 의해, 송신 신호의 수신부(303)에의 돌아 들어감을 개선한 구성예를 도시한 도면.FIG. 9 shows an example of a configuration in which the transmission unit 902 and the reception unit 903 of the host device 901 are equipped with independent antennas 904 and 905 respectively to improve the return of the transmission signal to the reception unit 303. Figure shown.

도 10은 패치 안테나의 구성예를 도시한 도면.10 is a diagram showing an example of the configuration of a patch antenna;

도 11은 하나의 도체 지판(1101)상에 2개의 방사 도체(1102 및 1103)를 배치한 구성을 도시한 도면.FIG. 11 is a diagram showing a configuration in which two radiation conductors 1102 and 1103 are disposed on one conductor finger plate 1101.

도 12는 도 11에 도시되는 안테나 장치에 의해 얻어지는 반사 손실(Return Loss) 및 아이솔레이션(Isolation)을 도시한 도면.FIG. 12 is a diagram showing return loss and isolation obtained by the antenna device shown in FIG. 11; FIG.

도 13은 방사 도체(1102 및 1103)의 주편파의 방사 패턴(θ=90도에 있어서의 φ면 내 패턴, 즉 Z-X면 내 패턴이다)을 도시한 도면.Fig. 13 is a diagram showing radiation patterns of principal polarizations of the radiation conductors 1102 and 1103 (the φ in-plane pattern at θ = 90 degrees, that is, the Z-X in-plane pattern).

도 14는 방사 도체(1102)의 반사 손실 및 아이솔레이션을 도시한 도면.14 shows return loss and isolation of the radiating conductor 1102.

도 15는 예측 외 통신을 행하는 무선 통신 시스템에 있어서의 송수신의 구조를 설명하기 위한 도면.Fig. 15 is a diagram for explaining the structure of transmission and reception in a wireless communication system that performs out of prediction communication.

도 16은 예측 내 통신을 행하는 무선 통신 시스템에 있어서의 송수신의 구조 를 설명하기 위한 도면.FIG. 16 is a diagram for explaining the structure of transmission and reception in a wireless communication system that performs intra prediction communications. FIG.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

101 : 도체 지판101: conductor fingerboard

102, 103 : 방사 도체102, 103: radiation conductor

104, 105 : 급전 포트104, 105: Feed port

106, 107 : 지지체106, 107: support

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 관해 상세히 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail, referring drawings.

도 11에는, 하나의 도체 지판(1101)상에 2개의 방사 도체(1102 및 1103)를 배치한 구성을 도시하고 있다. 또한, 도 12에는, 도 11에 도시되는 안테나 장치에 의해 얻어지는 반사 손실(Return Loss) 및 아이솔레이션(Isolation)을 도시하고 있다. 단, 도 11에서, 방사 도체(1102 및 1103) 각각의 소자 치수를 11a=20㎜, 11b=54㎜, 도체 지판(1101)으로부터 방사 도체(1102 및 1103)까지의 거리 11h=5㎜, 도체 지판(1101)의 치수 11g_w=100㎜, 11g_h=75, 방사 도체(1102)의 중심으로부터 급전 포트(1104)까지, 및 방사 도체(1103)의 중심으로부터 급전 포트(1105)까지의 거리(오프셋) 11p=6㎜, 방사 도체(1102)와 방사 도체(1103)의 거리 11W=40㎜로 한다. 반사 손실는 급전 포트(1104)의 반사 특성이고, 아이솔레이션은 급전 포트(1104)와 급전 포트(1105) 사이의 통과 특성이다. 여기서, 방사 도체(1102)와 방사 도체(1103)는, 도체 지판(1101)의 중심인 Y축에 대해 X축방향으로 거의 대칭으로 배치되어 있기 때문에, 방사 도체(1103)의 반사 손실 및 아이솔레이션 특성은 도 12에 도시되는 것과 동일하게 된다.FIG. 11 shows a configuration in which two radiation conductors 1102 and 1103 are disposed on one conductor finger plate 1101. In addition, FIG. 12 shows the return loss and isolation obtained by the antenna device shown in FIG. 11, the element dimensions of the radiating conductors 1102 and 1103 are respectively 11a = 20 mm, 11b = 54 mm, and the distance 11h = 5 mm from the conductor fingerboard 1101 to the radiating conductors 1102 and 1103, and the conductors. 11g_w = 100mm, 11g_h = 75 of the fingerboard 1101, the distance from the center of the radiation conductor 1102 to the feed port 1104, and the distance from the center of the radiation conductor 1103 to the feed port 1105 (offset) Let 11p = 6mm and the distance 11W = 40mm of the radiation conductor 1102 and the radiation conductor 1103. Return loss is a reflective characteristic of the feed port 1104, and isolation is a pass characteristic between the feed port 1104 and the feed port 1105. Here, since the radiation conductor 1102 and the radiation conductor 1103 are arranged almost symmetrically in the X-axis direction with respect to the Y axis which is the center of the conductor fingerboard 1101, the reflection loss and isolation characteristics of the radiation conductor 1103 Is the same as that shown in FIG.

도 12로부터, 반사 손실가 -10dB 이하의 대역은 2430 내지 2500MHz가 되고, 통상의 평면 패치 안테나와 비교하면 동작 대역은 협 대역이 되지만, 아이솔레이션은 상기 대역에서 약 -20dB이 되는 것을 알 수 있다.It can be seen from FIG. 12 that the band with the return loss of -10 dB or less is 2430 to 2500 MHz, and the operating band is narrow band compared to the conventional planar patch antenna, but the isolation is about -20 dB in the band.

또한, 도 13에, 상기의 조건에 있어서의 방사 도체(1102 및 1103)의 주편파(主偏波)의 방사 패턴(θ=90도에서의 φ면 내 패턴, 즉 Z-X면 내 패턴이다)을 도시한다. 상기 도면에서, 13-A는 방사 도체(1102), 13-B는 방사 도체(1103)의 방사 패턴을 각각 나타내고 있다.13, the radiation pattern of the principal polarization of the radiation conductors 1102 and 1103 under the above conditions (the in-plane pattern at θ = 90 degrees, that is, the pattern in the ZX plane) is shown. Illustrated. In the figure, 13-A shows the radiation conductor 1102, and 13-B shows the radiation pattern of the radiation conductor 1103, respectively.

도 13에서, 방사 도체(1102 및 1103) 모두, Z축방향으로 최대 이득을 갖고 있고, 그 값은 대략 7dBi가 되는 것을 알 수 있다. 따라서 각 급전 포트의 아이솔레이션을 비교적 크게 유지하면서, 방사 도체(1102와 1103)를 독립적으로 동작시키는 것이 가능해진다.In Fig. 13, it can be seen that both the radiation conductors 1102 and 1103 have the maximum gain in the Z-axis direction, and the value is approximately 7 dBi. Therefore, it is possible to operate the radiation conductors 1102 and 1103 independently while maintaining the isolation of each feed port relatively large.

이상으로, 전파의 송수신을 동시에 행하는 백스캐터 방식에 있어서, 호스트 기기의 안테나로서, 도 11에 도시하는 바와 같은 2급전 패치 안테나를 이용한 경우, 방사 도체(1102 및 1103)의 소자 치수 11b의 값을 적절하게 설정함에 의해, 2개의 방사 도체의 점유 면적을 작게 할 수 있기 때문에, 안테나 장치 전체의 사이즈를 축소할 수 있다.As described above, in the backscatter system which simultaneously transmits and receives radio waves, when the second feed patch antenna as shown in FIG. 11 is used as the antenna of the host device, the values of the element dimensions 11b of the radiation conductors 1102 and 1103 are determined. By setting suitably, since the occupation area of two radiation conductors can be made small, the size of the whole antenna device can be reduced.

그러나, 급전 포트(1104와 1105) 사이의 아이솔레이션은, 방사 도체(1102와 1103) 사이의 거리 11W에 의존한다.However, the isolation between the feed ports 1104 and 1105 depends on the distance 11W between the radiating conductors 1102 and 1103.

도 14에는, 도 11에서, 방사 도체(1102 및 1103) 각각의 소자 치수를 11a=20 ㎜, 11b=54㎜, 도체 지판(1101)으로부터 방사 도체(1102 및 1103)까지의 거리 11h=5㎜, 도체 지판(1101)의 치수 11g_w=75㎜, 11g_h=75, 방사 도체(1102)의 중심으로부터 급전 포트(1104)까지, 및 방사 도체(1103)의 중심으로부터 급전 포트(1105)까지의 거리(오프셋) 11p=6㎜, 방사 도체(1102)와 방사 도체(1103)의 거리 11W=20㎜로 하여, 도 12에서의 안테나 장치보다 사이즈를 축소한 경우에 있어서의 방사 도체(1102)의 반사 손실 및 아이솔레이션을 도시하고 있다.In FIG. 14, in FIG. 11, the element dimensions of the radiating conductors 1102 and 1103 are respectively 11a = 20 mm, 11b = 54 mm, and the distance 11h = 5 mm from the conductor fingerboard 1101 to the radiating conductors 1102 and 1103. 11g_w = 75mm, 11g_h = 75 of the conductor fingerboard 1101, the distance from the center of the radiation conductor 1102 to the feed port 1104, and the center of the radiation conductor 1103 from the feed port 1105 ( Offset) 11p = 6 mm and the distance of 11 W = 20 mm between the radiating conductor 1102 and the radiating conductor 1103, and the reflection loss of the radiating conductor 1102 when the size is reduced compared to the antenna device in FIG. And isolation.

도 14로부터, 반사 손실의 값은 도 12에 도시한 것과 거의 같고, 동작 대역(帶域)은 2430 내지 2500MHz인 것을 알 수 있다. 한편, 아이솔레이션은, 상기 대역중 -11 내지 -12dB이 되고, 도 12에서의 값과 비교하면, 도 14에서의 아이솔레이션의 값이 대폭적으로 커지기 때문에, 안테나 사이 거리 11W를 작게 함으로써, 급전 포트(1104)와 급전 포트(1105) 사이의 아이솔레이션이 열화되는 것을 알 수 있다.It can be seen from FIG. 14 that the value of the reflection loss is almost the same as that shown in FIG. 12, and the operating band is 2430 to 2500 MHz. On the other hand, the isolation is -11 to -12 dB in the band, and the value of isolation in Fig. 14 is significantly larger than the value in Fig. 12, so that the feed port 1104 is reduced by reducing the distance 11W between antennas. It can be seen that the isolation between the power supply port 1105 deteriorates.

즉, 도 11에 도시한 바와 같은, 하나의 도체 지판상에 2개의 방사 도체를 실장하고, 도체 지판을 포함한 전체적인 안테나 장치의 사이즈를 작게 하는 경우에는, 2개의 방사 도체 사이의 거리는 필연적으로 짧아지기 때문에 아이솔레이션이 크게 열화된다는 문제가 있다.That is, when two radiation conductors are mounted on one conductor substrate as shown in FIG. 11 and the size of the overall antenna device including the conductor substrate is reduced, the distance between the two radiation conductors is necessarily shortened. Therefore, there is a problem that isolation is greatly degraded.

도 1에는, 본 발명의 실시 형태에 관한 2급전의 안테나 장치의 구성예를 도시하고 있다.FIG. 1 shows a configuration example of a power feeding antenna device according to an embodiment of the present invention.

도시한 안테나 장치는, X방향으로 1g_w, Y방향으로 1g_h의 길이를 각각 가지는 평면 도체 지판(101)의 상방에, 2개의 방사 도체(102와 103)가 서로 1W만큼 이간하여 배치되어 있다. 도체 지판(101)부터 방사 도체(102와 103)까지의 거리는 1h 이다.In the illustrated antenna device, two radiating conductors 102 and 103 are arranged apart from each other by 1W above the planar conductor fingerboard 101 each having a length of 1g_w in the X direction and 1g_h in the Y direction. The distance from the conductor fingerboard 101 to the radiation conductors 102 and 103 is 1 h.

여기서, 방사 도체(102) 및 방사 도체(103)의 중심을 각각 하기 식 (1) 및 (2)로 표시한다.Here, the center of the radiation conductor 102 and the radiation conductor 103 is represented by following formula (1) and (2), respectively.

X=(1W-1b)/2, Y=0, Z=h … (1)X = (1W-1b) / 2, Y = 0, Z = h... (One)

X=(1W+1b)/2, Y=0, Z=h … (2)X = (1W + 1b) / 2, Y = 0, Z = h... (2)

방사 도체(102 및 103)는 각각 식 (1) 및 (2)에 표시되는 위치를 중심으로 하여 X방향으로 1a, Y방향으로 1b의 길이를 갖고 있다. 또한, 방사 도체(102 및 103)는, 식 (1) 및 (2)에 표시되는 위치에서, 각각 지지체(106 및 107)를 통하여 도체 지판(101)과 물리적으로 접속된다. 방사 도체(102)의 급전 포트(104)와 방사 도체(103)의 급전 포트(105)는, 각각 지지체(106 및 107)로부터 Y방향으로 1p의 길이만큼 어긋난 위치에 마련된다.The radiation conductors 102 and 103 each have a length of 1a in the X direction and 1b in the Y direction centering on the positions shown in the formulas (1) and (2), respectively. In addition, the radiation conductors 102 and 103 are physically connected to the conductor fingerboard 101 via the supports 106 and 107 at positions shown in the formulas (1) and (2), respectively. The feed port 104 of the radiation conductor 102 and the feed port 105 of the radiation conductor 103 are provided at positions shifted by the length of 1p in the Y direction from the supports 106 and 107, respectively.

도 1에 도시하는 안테나 장치는, 2개의 방사 도체(102 및 103) 각각의 단부가 Z방향으로 길이 1d만큼 수직으로 절곡되어 있고, 방사 도체(102와 103)는 XY평면에서 Y축에 대해 대칭의 형태를 하고 있다.In the antenna device shown in Fig. 1, the ends of each of the two radiating conductors 102 and 103 are bent vertically by length 1d in the Z direction, and the radiating conductors 102 and 103 are symmetric about the Y axis in the XY plane. In the form of.

도 1에 도시하는 바와 같이 구성되는 안테나 장치로서, 방사 도체의 치수 1a=47[㎜], 1b=20[㎜], 방사 도체 단부의 절곡의 길이 1d=8㎜, 도체 지판의 치수 1g_w=75[㎜], 1g_h=75[㎜], 도체 지판(101)으로부터 방사 도체(102 및 103)까지의 거리 1h=5[㎜], 각 방사 도체(102 및 103)의 중심으로부터 각각의 급전 포트까지의 거리 1p=6[㎜], 2개의 방사 도체(102 및 103) 사이의 거리 1W=20[㎜]로 하는 안테나 장치의 특성에 관해, 이하에 구체적으로 설명한다.An antenna device configured as shown in FIG. 1, wherein the radiating conductors have dimensions of 1a = 47 [mm], 1b = 20 [mm], length of bending of the radiating conductor ends 1d = 8 mm, and the dimensions of the conductor fingerboard 1g_w = 75 [Mm], 1 g_h = 75 [mm], the distance from the conductor fingerboard 101 to the radiation conductors 102 and 103 1 h = 5 [mm], from the center of each of the radiation conductors 102 and 103 to the respective feed ports. The characteristics of the antenna device with the distance 1p = 6 [mm] and the distance 1W = 20 [mm] between the two radiating conductors 102 and 103 will be specifically described below.

도 2에는, 상기 조건하에서, 도 1에 도시한 안테나 장치에 의해 얻어지는 반사 손실 및 아이솔레이션 특성을 도시하고 있다. 상기 도면에서, 반사 손실는, 도 1에서 급전 포트(104)의 반사 특성을 나타내고, 아이솔레이션은 급전 포트(104)로부터 급전 포트(105)에의 통과 특성을 나타내고 있다. 여기서, 급전 포트(105)의 반사 특성 및 급전 포트(105)로부터 급전 포트(104)에의 아이솔레이션은, 방사 도체(102와 103)가 Y축에 대해 대칭이기 때문에, 도 2에 도시하는 값과 동일하게 된다.FIG. 2 shows reflection loss and isolation characteristics obtained by the antenna device shown in FIG. 1 under the above conditions. In the figure, the reflection loss indicates the reflection characteristic of the power supply port 104 in FIG. 1, and the isolation indicates the passage characteristic from the power supply port 104 to the power supply port 105. Here, the reflection characteristics of the power feed port 105 and the isolation from the power feed port 105 to the power feed port 104 are the same as the values shown in Fig. 2 because the radiation conductors 102 and 103 are symmetric about the Y axis. Done.

도 2로부터, 반사 손실가 -10dB 이하의 주파수를 동작 대역으로 하면, 2430 내지 2490MHz가 된다. 이때, 해당 주파수에 있어서, 아이솔레이션은 -30 내지 -35dB이 되고, 방사 도체(102, 103)를 절곡함에 의해, 아이솔레이션을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.From Fig. 2, when the frequency of the return loss is -10 dB or less as the operating band, it becomes 2430 to 2490 MHz. At this time, at the frequency, the isolation is -30 to -35dB, and the isolation can be greatly improved by bending the radiating conductors 102 and 103.

또한, 도 3에는, 상기 조건에서의 방사 도체(102 및 103)의 주편파의 방사 패턴(θ=90도에서의 φ면 내 패턴, 즉 Z-X면 내 패턴이다)을 도시한다. 상기 도면에서, 3-A는 방사 도체(102), 3-B는 방사 도체(103)의 방사 패턴을 각각 나타내고 있다.3 shows the radiation pattern of the principal polarization of the radiation conductors 102 and 103 under the above conditions (the in-plane pattern at θ = 90 degrees, that is, the Z-X in-plane pattern). In the figure, 3-A represents the radiation pattern of the radiation conductor 102, and 3-B represents the radiation pattern of the radiation conductor 103, respectively.

상기 도면으로부터, 방사 도체(102와 103)는, 모두 다른 쪽의 방사 도체 방향(방사 도체(102)에서는 3-A중 90도 부근, 방사 도체(103)에서는 3-B중 270도 부근)으로의 방사가 억제되어 있고, 서로 간섭하지 않는 방사 패턴인 것을 알 수 있다. 또한, 방사 이득은, 방사 도체(102 및 103) 모두 Z축방향(도 3중, 0도)으로 최대치를 가지며, 대강 6dBi이기 때문에, 평면 패치 안테나 특유의 지향성도 확보할 수 있다.From the figure, the radiation conductors 102 and 103 both move in the other radiation conductor direction (near 90 degrees in 3-A in the radiation conductor 102 and around 270 degrees in 3-B in the radiation conductor 103). It is understood that the radiation is suppressed and the radiation pattern does not interfere with each other. In addition, the radiation gain has a maximum value in the Z-axis direction (0 degrees in Fig. 3) in both the radiation conductors 102 and 103, and is approximately 6 dBi, so that the directivity peculiar to the planar patch antenna can also be ensured.

도 4에는, 본 발명의 또다른 실시 형태에 관한 안테나 장치의 구성을 도시하고 있다.4 shows a configuration of an antenna device according to still another embodiment of the present invention.

도시한 안테나 장치는, 기본적인 구조는 도 1에 도시한 것과 같고, 2개의 방사 도체(402 및 403)의 단부를 ㄷ자형으로 절곡하고, 저배화하고 있는 점에 특징이 있다. 이때, 방사 도체(402와 403)는, 각각의 단부가 Z방향으로 길이 4d만큼 수직으로 절곡되고, 또한 그들의 선단이 방사 도체(402 및 403)의 중심부를 향하여, 도체 지판(401)에 대해 4d'만큼 수평으로 절곡되어 있다.The illustrated antenna device has the same basic structure as that shown in Fig. 1, and is characterized in that the ends of the two radiating conductors 402 and 403 are bent in a U-shape and reduced in size. At this time, the radiating conductors 402 and 403 are each bent vertically by length 4d in the Z direction, and their ends are directed to the center of the radiating conductors 402 and 403 4d with respect to the conductor fingerboard 401. Is bent horizontally.

도 4에 도시하는 안테나 장치로서, 방사 도체의 치수 4a=20[㎜], 4b=47[㎜], 방사 도체 단부의 절곡의 길이 4d=5[㎜], 4d'=7[㎜], 도체 지판의 치수 4g_w=75[㎜], 4g_h=75[㎜], 도체 지판부터 방사 도체까지의 거리 4h=5[㎜], 방사 도체의 중심부터 급전 포트까지의 거리 4p=6[㎜], 2개의 방사 도체 사이의 거리 4W=20[㎜]로 하는 안테나 장치의 특성에 관해, 이하에 구체적으로 설명한다.As the antenna device shown in Fig. 4, the dimensions of the radiating conductor 4a = 20 [mm], 4b = 47 [mm], the length of the bending of the radiating conductor end 4d = 5 [mm], 4d '= 7 [mm], the conductor 4g_w = 75 [mm] of fingerboard, 4g_h = 75 [mm], distance from conductor fingerboard to radiating conductor 4h = 5 [mm], distance from center of radiation conductor to feed port 4p = 6 [mm], 2 The characteristics of the antenna device having a distance of 4 W = 20 [mm] between two radiating conductors will be specifically described below.

도 5에는, 상기 조건하에서, 도 4에 도시한 안테나 장치에 의해 얻어지는 반사 손실 및 아이솔레이션 특성을 도시하고 있다. 상기 도면에서, 반사 손실는, 도 4에서 급전 포트(404)의 반사 특성을 나타내고, 아이솔레이션은 급전 포트(404)로부터 급전 포트(405)에의 통과 특성을 나타내고 있다. 여기서, 급전 포트(405)의 반사 특성 및 급전 포트(405)로부터 급전 포트(404)에의 아이솔레이션은, 방사 도체(402와 403)가 Y축에 대해 대칭이기 때문에, 도 5에 도시하는 값과 동일하게 된다.FIG. 5 shows the return loss and isolation characteristics obtained by the antenna device shown in FIG. 4 under the above conditions. In the figure, the reflection loss indicates the reflection characteristic of the power supply port 404 in FIG. 4, and the isolation indicates the passage characteristic from the power supply port 404 to the power supply port 405. Here, the reflection characteristics of the power feed port 405 and the isolation from the power feed port 405 to the power feed port 404 are the same as the values shown in Fig. 5 because the radiation conductors 402 and 403 are symmetric about the Y axis. Done.

도 5로부터, 반사 손실가 -10dB 이하의 주파수를 동작 대역으로 하면, 2430 내지 2485MHz가 되고, 동작 대역폭은 도 1에 도시한 안테나 장치와 거의 같다. 또한, 해당 주파수에 있어서, 아이솔레이션은 -33 내지 -37dB이 되고, 방사 도체(402 및 403)의 단부를 ㄷ자형으로 절곡하여도, 아이솔레이션 특성은 도 1에 도시한 안테나 장치와 거의 같다.From Fig. 5, when the frequency of the return loss is -10 dB or less as the operating band, it becomes 2430 to 2485 MHz, and the operating bandwidth is almost the same as that of the antenna device shown in Fig. 1. In addition, at this frequency, the isolation is -33 to -37dB, and even if the ends of the radiating conductors 402 and 403 are bent in a U-shape, the isolation characteristics are almost the same as those of the antenna device shown in FIG.

또한, 도 6에는, 상기 조건에서의 방사 도체(402와 403)의 주편파의 방사 패턴(θ=90도에서의 φ면 내 패턴, 즉 Z-X면 내 패턴이다)을 도시하고 있다. 상기 도면에서, 6-A는 방사 도체(402), 6-B는 방사 도체(403)의 방사 패턴을 각각 나타내고 있다.6 shows radiation patterns of the principal polarizations of the radiation conductors 402 and 403 under the above conditions (the in-plane pattern at θ = 90 degrees, that is, the Z-X in-plane pattern). In the figure, 6-A represents the radiation conductor 402, 6-B represents the radiation pattern of the radiation conductor 403, respectively.

상기 도면에서, 도 4에 도시한 안테나 장치에 의해 얻어지는 방사 패턴은, 도 1에 도시한 안테나 장치와 거의 같고, 방사 이득은, 방사 도체(402 및 403) 모두 Z축방향(도 6중, 0도)으로 최대치를 가지며, 대강 6dBi이다.In the figure, the radiation pattern obtained by the antenna device shown in FIG. 4 is almost the same as the antenna device shown in FIG. 1, and the radiation gain is that the radiation conductors 402 and 403 are both Z-axis directions (0 in FIG. 6). Fig. 6) has a maximum value of approximately 6 dBi.

따라서 도 4에 도시한 안테나 장치에 의하면, 방사 도체의 선단을 ㄷ자형으로 절곡함으로써, 도 1에 도시한 안테나 장치와 비교하여, 동작 대역폭, 아이솔레이션, 방사 특성에 관해 모두 손색없는 특성을 유지하면서, 안테나 장치의 저배화가 가능하게 된다.Therefore, according to the antenna device shown in Fig. 4, the tip of the radiating conductor is bent in a c-shape, so that the operating bandwidth, isolation, and radiation characteristics are maintained in comparison with the antenna device shown in Fig. 1, Low magnification of the antenna device is possible.

이상, 특정한 실시 형태를 참조하면서, 본 발명에 관해 상세히 설명하였다. 그러나, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 그 실시 형태의 수정이나 대용을 해낼 수 있는 것은 자명하다.In the above, this invention was demonstrated in detail, referring specific embodiment. However, it will be apparent to those skilled in the art that modifications and substitutions of the embodiments can be made without departing from the spirit of the invention.

본 명세서에서는, 판독 장치측으로부터의 무변조 반송파의 송신과, 송신 장치측에서의 전송 데이터에 반사파에 변조를 행하는 반사파 전송 시스템을 예로 들어 본 발명의 실시 형태에 관해 설명하였지만, 본 발명의 요지는 이것으로 한정되는 것이 아니다. 반사파 전송 이외의 미디어를 이용하는 다른 무선 통신 시스템이라도, 송신부로부터 수신부에의 돌아 들어가는 전류를 방지하고 싶은 경우나, 안테나 지향성을 갖게 하여 큰 안테나 이득을 얻고 싶은 경우, 소형의 안테나를 구성한 경우에, 마찬가지로 본 발명을 적용할 수 있다.In the present specification, an embodiment of the present invention has been described taking an example of a non-modulated carrier wave from the reading device side and a reflected wave transmission system that modulates a reflected wave to transmission data on the transmitting device side, but the gist of the present invention is as follows. It is not limited. Even in other wireless communication systems using media other than the reflected wave transmission, in the case where it is desired to prevent the return current from the transmitter to the receiver, or to have antenna directivity and obtain a large antenna gain, The present invention can be applied.

요컨대, 예시라는 형태로 본 발명을 개시하여 온 것이며, 본 명세서의 기재 내용을 한정적으로 해석하여서는 아니 될 것이다. 본 발명의 요지를 판단하기 위해서는, 특허청구의 범위의 기재를 참작하여야 할 것이다.In short, the present invention has been disclosed in the form of examples, and the description of the present specification should not be interpreted limitedly. In order to determine the gist of the present invention, description of the claims should be considered.

Claims (6)

평면 도체 지판과,Flat conductor fingerboard, 상기 평면 도체 지판의 상방에 배설된 제 1의 방사를 행하는 제 1의 방사 도체와,A first radiation conductor that performs first radiation disposed above the planar conductor fingerboard; 상기 평면 도체 지판의 상방에, 상기 제 1의 방사 도체에 대해 평행하며 또한 상기 평면 지판의 중심에 대해 상기 제 1의 방사 도체와 대칭이 되도록 인접하여 배설된, 제 2의 방사를 행하는 제 2의 방사 도체와,A second radiation-executing second radiation above the planar conductor fingerboard and disposed adjacent to and parallel to the first radiation conductor and symmetrical to the first radiation conductor with respect to the center of the planar fingerboard; Radiating conductors, 상기 제 1의 방사 도체 및 상기 제 2의 방사 도체 각각에 개별적으로 마련된 제 1의 급전 포트와 제 2의 급전 포트를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.And a first feed port and a second feed port respectively provided on the first radiation conductor and the second radiation conductor, respectively. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1의 방사 도체의 단부는 상기 제 1의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 상기 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련됨과 함께, 상기 제 2의 방사 도체의 단부가 그 제 2의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 상기 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.An end of the first radiating conductor is provided to be bent substantially perpendicular to the planar fingerboard in a direction having the maximum gain of the first radiating conductor, while an end of the second radiating conductor is formed of the second radiating conductor. And the antenna device is bent substantially perpendicular to the plane fingerboard in a direction having a maximum gain of. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1의 평면 방사 도체의 단부는, 상기 제 1의 방사 도체의 최대 이득 을 갖는 방향으로 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되고, 또한 그 선단이 상기 제 2의 방사 도체의 중심을 향하여 상기 평면 지판에 대해 수평으로 절곡되고,An end of the first planar radiating conductor is provided bent almost perpendicularly to the planar fingerboard in a direction having the maximum gain of the first radiating conductor, and the tip thereof is directed toward the center of the second radiating conductor. Bent horizontally to the flat fingerboard, 상기 제 2의 평면 방사 도체의 단부는, 상기 제 2의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되고, 또한 그 선단이 상기 제 2의 방사 도체의 중심을 향하여 상기 평면 지판에 대해 수평으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.An end of the second planar radiating conductor is provided bent almost perpendicularly to the planar fingerboard in a direction having the maximum gain of the second radiating conductor, and the tip thereof is directed toward the center of the second radiating conductor. And an antenna device which is bent horizontally with respect to the planar fingerboard. 무변조 반송파에 대한 반사기로부터의 반사파의 변조를 이용한 반사파 통신을 행하는 무선 통신 장치로서,A wireless communication apparatus for performing reflected wave communication using modulation of reflected waves from a reflector with respect to an unmodulated carrier, 반송파를 송신함과 함께 상기 반사기로부터의 반사파를 수신하는 안테나와,An antenna for transmitting a carrier wave and receiving a reflected wave from the reflector; 무변조 반송파의 송신 동작, 반송파에 의한 데이터 송신 및 수신한 반사파 신호의 수신 처리를 제어하는 통신 제어 수단을 구비하고,Communication control means for controlling a transmission operation of an unmodulated carrier, data transmission by a carrier, and reception processing of a received reflected wave signal, 상기 안테나는, 평면 도체 지판과, 상기 평면 도체 지판의 상방에 배설된 제 1의 방사를 행하는 제 1의 방사 도체와, 상기 평면 도체 지판의 상방에, 상기 제 1의 방사 도체에 대해 평행하며 또한 상기 평면 지판의 중심에 대해 상기 제 1의 방사 도체와 대칭이 되도록 인접하여 배설된, 제 2의 방사를 행하는 제 2의 방사 도체와, 상기 제 1의 방사 도체 및 상기 제 2의 방사 도체 각각에 개별적으로 마련된 제 1의 급전 포트와 제 2의 급전 포트로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.The antenna is parallel to the first radiation conductor above the plane conductor fingerboard, the first radiation conductor that performs the first radiation disposed above the plane conductor fingerboard, and the planar conductor fingerboard. A second radiation conductor for performing second radiation, the first radiation conductor and the second radiation conductor respectively disposed adjacent to and symmetrical with the first radiation conductor with respect to the center of the planar fingerboard; A wireless communication device comprising a first feed port and a second feed port provided separately. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 1의 방사 도체의 단부는 상기 제 1의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 상기 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련됨과 함께, 상기 제 2의 방사 도체의 단부가 해당 제 2의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 상기 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.An end of the first radiating conductor is provided to be bent substantially perpendicular to the planar fingerboard in a direction having the maximum gain of the first radiating conductor, and an end of the second radiating conductor is formed of the second radiating conductor. And bent almost perpendicularly to said planar fingerboard in a direction having a maximum gain of. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제 1의 평면 방사 도체의 단부는, 상기 제 1의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되고, 또한 그 선단이 상기 제 1의 방사 도체의 중심을 향하여 상기 평면 지판에 대해 수평으로 절곡되고,An end of the first planar radiating conductor is provided bent substantially perpendicular to the planar fingerboard in a direction having the maximum gain of the first radiating conductor, and the tip thereof is directed toward the center of the first radiating conductor. Bent horizontally to the flat fingerboard, 상기 제 2의 평면 방사 도체의 단부는, 상기 제 2의 방사 도체의 최대 이득을 갖는 방향으로 평면 지판에 대해 거의 수직으로 구부려 마련되고, 또한 그 선단이 상기 제 2의 방사 도체의 중심을 향하여 상기 평면 지판에 대해 수평으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.An end of the second planar radiating conductor is provided bent almost perpendicularly to the planar fingerboard in a direction having the maximum gain of the second radiating conductor, and the tip thereof is directed toward the center of the second radiating conductor. A wireless communication device, which is bent horizontally with respect to a flat fingerboard.
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